科學家首次發現“雙超新星”雙星系統：兩顆恒星先后爆炸

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作者：Charles Q. Choi

編譯：張雨荷

編排：喻思敏

后臺：李子琦

https://www.space.com/astronomy/stars/scientists-may-have-found-the-1st-twin-star-system-where-both-stars-exploded

“我們此前從未觀察到過這種現象，直到現在。”

圖注：這張多波段圖像展示了水母星云超新星遺跡（右側）、與其相互作用的星際云，以及其左上方一條獨特的彎曲絲狀結構。該絲狀結構在此圖中同時以光學光和紫外線（UV）光呈現，它是重疊超新星遺跡G189.6+3.3的可見部分，該遺跡在射電波段和X射線波段更為顯著。

圖片來源：NASA戈達德太空飛行中心和M. Michailidis等人，2026；光學波段：DSS；紅外波段：NASA/WISE/JPL-Caltech/UCLA；紫外波段：NASA/Swift）

一項新的研究發現，科學家們可能首次發現了一個兩顆恒星都先后經歷了超新星爆炸的雙星系統。

這項研究由美國斯坦福大學博士后研究員 Miltiadis Michailidis等人發表于國際知名期刊《Nature Communications》上。

雖然地球只圍繞一顆太陽運行，但在銀河系中，超過一半的恒星都屬于雙星或多星系統，即兩顆或更多恒星圍繞共同的質心運行。對于質量較大的恒星來說，這一比例甚至更高。研究第一作者 Michailidis 表示：“對于大質量恒星而言，它們形成于多星系統中的比例更高。”

當這類大質量恒星耗盡內部核燃料后，會發生劇烈的超新星爆炸。一次超新星爆發釋放出的光芒，甚至能在短時間內超過整個星系中所有恒星的總亮度。爆炸之后，還會留下不斷膨脹、溫度極高的氣體殘骸，被稱為超新星遺跡。目前，天文學家已在銀河系中發現約 300 個超新星遺跡。

既然如此多的大質量恒星都是成雙出現，那么理論上，自然應該存在不少兩顆恒星都相繼爆炸的雙星系統。Michailidis 表示：“人們原本預計，會存在許多這樣的雙星系統，兩顆恒星最終都會發生超新星爆炸。但直到現在，我們從未真正觀測到這樣的例子。”

為什么這么難發現？研究人員認為主要有兩個原因：

1

如果兩顆恒星距離太近，它們形成的超新星遺跡可能彼此重疊，看起來就像一次爆炸留下的單個遺跡。

2

當第一顆恒星發生爆炸時，巨大的沖擊可能會把另一顆恒星“踢”到很遠的地方，使人們難以判斷它們曾經屬于同一個雙星系統。

圖注：這是IC 443區域的多波段復合圖像（已去除IC 443的X射線輻射），并疊加了費米大面積望遠鏡探測到的能量高于1 GeV的伽馬射線輻射。

圖片來源：NASA戈達德太空飛行中心和M. Michailidis等人，2026；橙色、棕色：射電波段，ESA/普朗克衛星和MWISP；黃色：光學波段，DSS；紅色：紅外波段，NASA/WISE；紫色：紫外波段，NASA/Swift；青色：X射線波段，SRG/eROSITA；品紅色：伽馬射線波段，NASA/DOE/費米LAT合作組

研究團隊此次關注的是銀河系著名的超新星遺跡 IC 443。它位于距離地球約6000光年的雙子座方向，因為外形酷似一只漂浮的水母，因此也被稱為水母星云（Jellyfish Nebula）。

IC 443是銀河系研究最深入的超新星遺跡之一。超新星爆炸產生的沖擊波撞擊周圍氣體和塵埃，形成了一圈又一圈同心殼層。Michailidis 形象地解釋道：“這就像一滴水落入湖面后形成的一圈圈波紋。”此外，由于 IC 443周圍幾乎沒有其他天體干擾，因此它的輻射信號十分清晰，非常適合研究。

科學家們分析了IC 443的一顆亮度低得多、長期以來一直隱藏的鄰近天體——G189.6+3.3。由德國主導的ROSAT（倫琴衛星）任務于1994年首次通過其微弱的X射線輻射發現了G189.6+3.3，隨后俄羅斯-德國聯合研制的倫琴伽馬光譜（SRG）空間天文臺清晰地探測到了G189.6+3.3內部的殼狀結構，表明它是一個超新星遺跡。

在這項新研究中，研究人員分析了NASA費米伽馬射線太空望遠鏡超過16年的數據，以及早期的X射線、光學和射電測量數據。他們發現，IC 443和G189.6+3.3都撞擊了同一片星際氫云，這表明它們在太空中距離很近，爆炸中心相距約30至50光年。

統計分析顯示：如果這兩處超新星遺跡彼此毫無關系，僅僅偶然靠得這么近，其概率只有約千分之一。Michailidis 表示：“這說明，我們發現的極有可能就是人類已知第一對來自雙星系統的超新星遺跡。”

研究團隊進一步估算了兩次爆炸發生的時間：

· G189.6+3.3的母恒星約在2萬至11萬年前發生爆炸

· IC 443則年輕得多，大約形成于8000～9000年前

換句話說，這對“雙胞胎恒星”并沒有一起死亡，而是相隔數萬年先后迎來了生命終點。

研究人員推測，兩顆恒星最初的質量都至少達到太陽質量的20倍以上。

這些新發現有助于我們了解大質量雙星的演化、相互作用和死亡過程。Michailidis 表示，未來繼續研究 IC 443與 G189.6+3.3，有望進一步測量第一顆超新星爆炸究竟給予伴星多大的速度變化，從而幫助完善大質量雙星演化模型。

責任編輯：張雨荷

牧夫新媒體編輯部

『天文濕刻』 牧夫出品

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火星上的龜巖
影像提供: NASA/JPL-Caltech/MSSS;

影像處理與授權: Thomas Thomopoulos

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